دانشمندان انگلیسی از یک کپسول مولکولی برای کنترل واکنش‌پذیری یک ترکیب آلی استفاده کرده‌اند. یک مولکول آلی می‌تواند درون این قفس کپسوله شده و بدین‌ترتیب از انجام واکنش جلوگیری شود. زمانی که نیاز باشد، یک میهمان رقیب به محفظه واکنش اضافه شده و با آزاد کردن مولکول کپسوله شده، واکنش را آغاز می‌کند.
کنترل واکنش‌پذیری مولکول‌های آلی از طریق کپسوله کردن
دانشمندان انگلیسی از یک کپسول مولکولی برای کنترل واکنش‌پذیری یک ترکیب
آلی استفاده کرده‌اند.
واکنش‌پذیری یک مولکول آلی به‌طور معمول توسط گروه‌های محافظ کنترل می‌شود
که در آن یک گروه عاملی خاص مسدود شده و از انجام واکنش در آن محل خاص از
مولکول جلوگیری می‌شود. با این حال هزینه واکنشگرهای مورد نیاز و زمان
انجام این کار می‌تواند بالا باشد.
حال مارتین اسمالدرز و جاناتان نیتسکه از دانشگاه کمبریج از یک قفس
اَبَرمولکولی به‌عنوان گروه محافظ کل مولکول استفاده کرده‌اند. یک مولکول
آلی می‌تواند درون این قفس کپسوله شده و بدین ترتیب از انجام واکنش جلوگیری
شود. زمانی که نیاز باشد، یک میهمان رقیب به محفظه واکنش اضافه شده و با
آزاد کردن مولکول کپسوله شده، واکنش را آغاز می‌کند.
این محققان کپسول ذکر شده را با استفاده از چهار واحد آهن در یک آرایش
چهاروجهی تولید کرده‌اند. گروه‌های سولفونات خارجی موجب محلول بودن قفس در
آب گردیده و ویژگی آبگریزی درون قفس، فضایی برای قرار گرفتن مولکول آلی
فراهم می‌آورد. بر خلاف گروه‌های محافظ معمول که در شیمی آلی به‌کار می‌روند،
این روش علاوه بر گروه‌های عاملی مولکول‌ها، به اندازه و شکل آنها نیز متکی
است. به‌همین دلیل یک راهبرد محافظتی مکمل برای روش‌های موجود محسوب می‌شود.
اسمالدرز و نیتسکه کارایی این قفس را با کنترل واکنش دیلز-آلدر میان فوران و
maleimide نشان دادند. اضافه کردن فوران به محلول حاوی قفس موجب کپسوله شدن درصد
بالایی از مولکول‌های فوران با نشت بسیار پایین گردید (مطالعات NMR). با اضافه شدن
بنزن به‌عنوان میهمان رقیب، تمام مولکول‌های فوران در عرض یک ساعت از قفس آزاد
گردیده و با مولکول maleimide واکنش دادند.
مارتین جانستون از دانشگاه فلیندرز در استرالیا می‌گوید: «به‌طور قطع این یکی از
مثال‌های جالب از شیمی ابرمولکولی مبتنی بر کپسول و کاربرد منحصر به‌فرد این
مولکول‌ها به‌شمار می‌رود». او می‌افزاید که با تنظیم رهایش مولکول میهمان رقیب
می‌توان حتی سرعت واکنش مولکول کپسوله شده را نیز کنترل کرد.
به‌علاوه، با پیچیده‌تر کردن این سامانه از طریق استفاده از بیش از یک کپسول یا
بستر می‌توان تا حد زیادی از بخش‌بخش شدن (“compartmentalization”) موجود در
سامانه‌های زیستی تقلید کرد. سنتز و تعیین مشخصات این مولکول‌های قفسی بزرگ
می‌تواند دشوار باشد، با این حال نیتسکه علاقه بسیار زیادی به چشم‌اندازهای
تحقیقاتی این حوزه دارد. او می‌گوید: «ما واقعاً علاقه‌مندیم ببینیم چه کارهایی را
می‌توان درون یک مولکول انجام داد که اجرای آن به‌صورت توده‌ای امکان‌پذیر نیست. در
حال حاضر این یک عرصه تحقیقاتی بسیار جذاب به‌شمار می‌رود».
جزئیات این کار در مجله Chemical Science منتشر شده است.
